固体基质

化学变化的影响：化学变化会引起基质中的 化学组成以及原有的比例或浓度发生改变，从 而影响到基质的物理性状和化学性状，同时也 有可能影响加入到基质中的营养液的组成和浓 度的变化，影响原先化学平衡的营养液，进而 影响作物的生长。
由无机矿物构成的基质，如果其组分由长 石、云母、石英等矿物组成，则化学稳定性较 强；而如果是由角闪石、辉绿石等矿物组成的， 则次之；而以白云石、石灰石等碳酸盐矿物组 成的，则化学稳定性最差。 由有机的植物残体构成的基质，如泥炭、 锯木屑、甘蔗渣、炭化稻壳等，由于其化学组 分很复杂，往往会对营养液的组成有一定的影 响，同时也会影响到植物对营养液中某些元素 的吸收。
缓冲作用是指固体基质能够给植物根系的 生长提供一个较为稳定环境的能力，即当根系 生长过程中产生的一些有害物质或Βιβλιοθήκη Baidu加物质可 能会危害到植物正常生长时，固体基质会通过 其本身的一些理化性质将这些危害减轻甚至化 解的能力。 • 有相当一部分固体基质是不具备缓冲作用 无土栽培并不要求固体基质具有缓冲作用。
•
• 3、基质气水比（大小孔隙比）
指一定的时间内，基质内容纳气、水的相比值。
大孔隙是指基质中空气所能够占据的空间，也 称通气孔隙；而小孔隙是指基质中水分所能够占 据的空间，也称持水孔隙。通气孔隙和持水孔隙 所占基质体积比例(%)的比值称为大小孔隙比。 大小空隙比＝通气空隙（％）/持水空隙（％）
• 通气孔隙是指孔隙直径在0.1mm以上，灌溉后
•
容重可反映基质的疏松程度，容重过大， 则过于紧实，通气透水性能较差，影响根系的 生长；而容重过小，则过于疏松，通气透水性 能较好，有利于作物根系伸展，但不易固定植 物，易倾倒。
•
一般地，基质的容重在0.1~0.8 g/cm3范围内，作物的生长效果较好。
• 2、总空隙度
指基质中持水空隙和通气空隙的总和。 总孔隙度大的基质较轻，基质疏松，较为 有利于作物根系生长，但固定和支撑作物的效 果较差，容易造成植物倒伏；总孔隙度小的基 质较重，水、气的总容量较少，不利于根系生 长。 为了克服某一种单一基质总孔隙度过大或 过小所产生的弊病，在实际应用时常将2、3种 不同颗粒大小的基质混合制成复合基质来使用。
• 1、支持固定植物的作用 固体基质最主要的一个作用。 使得植物能够保持直立而不致于倾倒，同 时给植物根系提供一个良好的生长环境。
• 2、保持水分的作用 固体基质都有保持水分的能力。不同基质的持 水能力有差异。 例如： 石砾只能吸持相当于其体积10%~15%的水 分； 泥炭可吸持相当于其本身重量10倍以上的水分 珍珠岩也可以吸持相当于本身重量3~4倍的水分。 不同吸水能力的基质可以适应不同种植设施和不 同作物类别生长的要求。
•
固体基质种类繁多：河沙、石砾、蛭 石、珍珠岩、岩棉、泥炭、锯木屑、炭 化稻壳(砻糠灰)、多孔陶粒、泡沫塑料 等几十种
• • • • •
本章主要讲述： 固体基质的作用及其有关的性质 在生产过程中应该注意的选用原则 常用固体基质的主要理化性能 基质的消毒方法等
第一节 固体基质的作用及要求
• 一、固体基质的作用
• （二）对基质化学性质的要求
主要包括：化学组成、化学稳定性、酸碱度、 物理化学吸附能力(阳离子交换量) 、缓冲能力、 电导率等.
1、基质的化学组成及稳定性
基质的化学组成指基质本身含有的化学 物质种类及其含量。 基质的化学稳定性指基质发生化学变化的难 易程度。 在无土栽培中要求基质有很强的化学稳定 性，且不含有有毒的物质。
• 4、粒径（颗粒大小）
指基质颗粒直径的大小，用mm表示。 它直接影响到其容重、总孔隙度、大小孔隙 度及大小孔隙比等其它物理性状。 同一种固 体基质其颗粒越细，则容重越大，总孔隙度越 小，大孔隙容量越小，小孔隙容量越大，大小 孔隙比越小； 反之，如果颗粒越粗，则容重 越小，总孔隙度越大，大小孔隙比越大。
具有物理化学吸收能力的固体基质都有缓冲 作用。如泥炭、蛭石等。 一般把具有物理化学吸收能力、有缓冲作用 的固体基质称为活性基质。 没有物理化学吸收能力的固体基质就不具有 缓冲能力的基质称为惰性基质。 具有缓冲作用的基质可通过物理的或化学的 吸收能力将危害植物生长的物质吸附起来。
• 5、提供营养的作用 有机固体基质可为作物苗期或生长 期间提供一定的矿质营养元素。
• 3、透气作用
植物根系的生长过程需要有充足的氧气供 应，充足的氧气供应对于植物的正常生长起着 举足轻重的影响。基质过于紧实、颗粒过细， 可能造成基质透气不良. 基质中水分含量高时，空气含量就低，反之，空 气含量高时，水分含量就低。 良好的固体基质必须较好地协调空气和水分两者 之间的关系。
• 4、缓冲作用
• 二、对固体基质的要求
（一）对基质物理性质的要求
• 1 、 容 重 （ g / L 、 g / c m 3 ）
单位体积内干燥基质的重量。反映的是基 质的疏松、紧实程度。
•
测定某一种固体基质的容重时可用一个已 知体积的容器(如量筒或带刻度的烧杯等)装上 待测定的基质，再将基质倒出后称其重量，以 基质的重量除以容器的体积即可得到这种基质 的容重。 • 不同的基质由于其组成不同，因此在容重 上有很大的差异；同一种基质由于受到颗粒粒 径大小、紧实程度等的影响，其容重也有一定 的差别。
的水分不能被基质的毛细管吸持在这些孔隙中 而在重力的作用下流出基质的那部分空间； 持水孔隙是指孔隙直径0.001~0.1mm范围内的 孔隙，水分在这些孔隙中会由于毛细管作用而 被吸持在基质中，因此，也称毛管孔隙；存 在于这些孔隙中的水分称为毛管水。
• 大小孔隙比能反映基质的水、气状况：如果大 小孔隙比大，则说明基质中空气容积大而持水 容积较小。 如果大小孔隙比小，则空气容积 小而持水容积大。 • 一般来说，固体基质的大小孔隙比在1:2～4 的范围内作物均能较好的生长。
从有机残体内存在的物质影响其化学稳定 性来划分其化学组成的类型，大致可分为三大 类： 一是易被微生物分解的物质，如碳水化 合物中的单糖、双糖、淀粉、半纤维素和纤维 素以及有机酸等； 二是对植物生长有毒害作 用的物质，如酚类、单宁和某些有机酸等； 三是难以被微生物分解的物质，如木质素、腐 殖质等。